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百科解读

浅析混凝土坍落度的损失

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017/8/22     浏览次数:    

  掺减水剂混凝土坍落度损失很快,极大影响了混凝土的应用及性能,尤其是近年来商品混凝土行业的蓬勃发展,这个问题就是显得更加突出了。为了解决这个问题。很多学者做了大量的工作,在以下问题上取得了共识:影响混凝土的坍落度损失的原因较多,例如:水泥成分,减水剂种类,环境温度、湿度、搅拌方式、水灰比的大小,减水剂掺入时间,掺合料的种类等,都不同程度地影响混凝土的坍落损失。其中主要的因素是水泥的成分、减水剂和种类、减水剂掺加时间。


  水泥中的矿物成分是影响混凝土坍落度损失的主要原因。许多学者用水泥中的单矿对一定浓度的减水剂做了吸附量试验,结果为:水泥中的C3A、C4AF、C2S、C3S对减水剂有选择吸附作用。当减水剂浓度为0.4%时,在无石膏的条件下,C3A的吸附量为150mg/g;C4AF为280mg/g;C3S为22mg/g;C2S为1.9mg/g。在有石膏存在的条件下,C3A的吸附量为15mg/g;X4AF为40mg/g。从上述试验结果可以看出,由于大量的减水剂被C3A、C4AF吸附。占水泥成分较多的C3S、C2S就显得吸附量不足,因此动电电位明显下降,混凝土坍落度损失很大。这是造成掺减水剂混凝土坍落度损失的根本原因。




  针对上述原因,人们进行了广泛深入研究。到目前不止,认为以下一些方法对抑制掺减水剂混凝土坍落度损失是有效的:


  一、滞水掺法及后掺法

  所谓滞水掺法及后掺法即:砂、石、水泥、水(部分或全部水)拌和之后再掺减水剂,这种方法对抵制掺减水剂混凝土坍落度损失有明显效果。


  主要原因是,水泥遇水后其中的C3A、C4AF能迅速生成C3AH8和C4AFH10,在有石膏的环境中主要生成AFm ,C3A、C4AF在体系中显著减少,这时加入减水剂被C3A、C4AF消耗量也显著减少,大量的减水剂能比较充分地被C3S、C2S吸附,水泥颗粒的动电电位明显提高,并在一定时间内维持较稳定的动电电位,直接表现为混凝土和易性较好,坍落度损失较小。


  这种方法简单,便于应用,目前在混凝土中应用比较广泛。但是这种方法的作用有一定限度,使用上有一定的局限性。


  二、掺外加剂法

  能抑制掺减水剂混凝土坍落度损失的外加剂较多,可分为无机和有机两大类。无论是无机物还是有机物,它们都有一个共同点,能不同程度地延缓混凝土的凝结时间。


  另一类抑制坍落度损失的外加剂属于反应型的。据报导由马来酸酐和烯烃共聚制成的外加剂,当它加入混凝土中,依靠化学反应,不断地向水--水泥水化体系中缓慢释放分散剂,使水泥颗粒始终维持一定的动电电位,从而达到抑制坍落度损失的作用。这种方法是今后发展的趋势。


  值得着重提出的是,近年来人们在丙烯酸及其盐,甲基丙烯酸及其盐、丙烯酰胺等聚合物上进行了深入研究,认为它们其中的-CooH、-CoNH2都是极性基团,可以形成许多醚键衍生物,都有较好的分散作用。由于其溶解速率与减水剂(尤其是萘磺酸盐甲醛缩合物)不同,可以连续缓慢地向水--水泥水化体系中提供减水剂,因此在一定时间内维持水泥颗粒动电电位变化不大,对抑制坍落度损失有较好的作用。目前这种方法在国外应用比较广泛,并取得良好的效果,应当引起我国外加剂行业人士的关注。


  三、造粒法

  所谓造粒法就是将减水剂及其载体造成不同粒径、不同溶解速率的颗粒状物,掺到新拌混凝土中,使其在水--水泥水化体系中形成不同的溶解梯度,随时补充由于C3A、C4AF消耗的减水剂,使体系中的减水剂始终维持在临界胶束或准临界胶束状态,使坍落度不损失或损失很小。但是笔者见到的一些产品大部分不太理想,有的粒径过大,遇水松散。有的粒径适宜但是溶解速率过快,或过慢,影响使用效果。笔者认为,在对减水剂进行造粒的同时,应该其"包衣",这层衣最好是在碱性溶液中能缓慢溶解的外衣,并包成不同的厚度,使其中的减水剂在一定的时间内随时释放,达到抑制坍落度损失目的。笔者曾造访过生产该种设备厂的两个单位,并多次进行了交流。一种是由微机控制的造粒包衣机,该设备可以根据要求造出各种粒径的球,同时可以在球体外进行不同厚度的包衣,完全由微机控制。目前该设备主要用于航天器的燃料造粒,因此价格比较高一般单位很难接受。


  另外一种叫做DTP压力喷雾造粒干燥机,有系列产品,最大蒸发量从6~2000kg/h、喷雾压力2.6~2.5MPa.。热源可以是煤、电、天然气、油等,可以进行包衣,但是需要人工控制。据介绍此设备性能较好(笔者未曾亲自使用),这种设备比前种便宜,但是仍需要十几万到几十万元。另外制药行业造粒、包衣设备较多,可以做为借鉴,改造成适应外加剂行业需用的设备。


  四、掺木素、糖蜜类减水剂混凝土比掺萘系减小剂混凝土坍落度损失率要小


  新拌混凝土的温度,对混凝土坍落度损失影响也很大,一般讲新拌混凝土的温度越高,坍落度损失越快。温度越低度坍落度损失越慢。对几种不同的减水剂,在不同的温度下(15℃、25℃、35℃)测定其坍落度损失率得出的结果是:一般讲,温度每上升10℃,坍落度损失率增大15~40%(由于减水剂的品种不同,致使混凝土的坍落度损失也不同)。因此,在炎热夏天如何降低新拌混凝土的温度,商品混凝土生产厂家应引起重视。采用深水井(相对地表水温度低得多)拌合混凝土,有效地降低了混凝土的温度,对混凝土坍损失十分有利。


  另外,如果夏季长时间长距离运输混凝土,也应当在混凝土运输车上复盖隔热材料(当地夏季实测日照金属表面最高温度达56℃),能收到满意的效果。

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